【実施例】
【0057】
本発明の実施例を以下に示す。
なお、以下の実施例において、NMRスペクトルは、Varian VXR−500S分光計(Varian社製)を用いて、500MHzで操作し、内部標準物質としてテトラメチルシラン(TMS)を用いて測定した。
IRスペクトルは、JASCO FT/IR−680分光光度計(日本分光株式会社製)を用いて測定した。
吸収スペクトル及び円二色性(CD)スペクトルは、光路長1.0cmの石英セルを25℃で用いて、それぞれJASCO V570分光光度計及びJASCO J820分光円二色計を用いて測定した。温度調整は、ペルチェ式恒温キュベットホルダー(JASCO PTC−423)を用いて行った。
ポリマーの濃度は、モノマーユニットを基に計算した。
【0058】
旋光度は、光路長2.0cmの石英セルを用いて、JASCO P−1030旋光計を用いて測定した。
【0059】
ポリマーの数平均分量(Mn)及び重量平均分子量(Mw)は、サイズ排除クロマトグラフィー(SEC)から求めた。SECは、紫外・可視検出器(JASCO UV−1570、280nm)とカラムオーブン(JASCO CO−1565)を備えたJASCO PU−908液体クロマトグラフを用いて行った。
カラムには、二本のTosoh TSKgel Multipore H
XL−M SECカラム(30cm、東ソー社製)を用い、溶離液には、0.5重量%のテトラ−n−ブチルアンモニウムブロミド(TBAB)を含有するトリクロロメタン/2,2,2−トリフルオロエタノール(9/1:v:v)を用い、流速を0.5mL/minとした。分子量校正曲線は、ポリスチレン標準物質(東ソー社製)を用いて得た。
キラルHPLC分析は、キラルセル ODカラムまたはキラルセルOJ−Hカラム(0.46cm (i.d.)×25cm、ダイセル)を用い、マルチUV可視光検出器(JASCO MD−2010 Plus)及び旋光度検出器(JASCO OR−2090 Plus)を備えたJASCO PU−908液体クロマトグラフを用いて行った。溶離液には、2−プロパノール/n−ヘキサンを用いた。
質量分析は、ESI−MSにより行った。レーザラマンスペクトルは、JASCO RMP−200分光光度計を用いて取得した。
【0060】
<アミノ化処理されたシンコナアルカロイドの合成>
アミノ化処理されたシンコニジン(ACd)、アミノ化処理されたシンコニン(ACn)、アミノ化処理されたキニン(AQn)、及びアミノ化処理されたキニジン(AQd)は、既報(Tetrahedron: Asymmetry., 6, 1699 (1995), Eur.J.Org.Chem., 2119 (2000), Eur.J.Org.Chem., 3449 (2010))に従い合成を行った。原料となるシンコニジン、シンコニン、キニン及びキニジンは、市販されているものを購入して用いた。
【0061】
<モノマーの合成>
アミノ化処理された各シンコナアルカロイドとアミノ化処理されていないシンコナアルカロイドについて、後述するポリマーを合成するための原料となるモノマーを合成した。
【0062】
(合成例1:アミノ化処理されたシンコニジンにかかるモノマーの合成)
4−(4,6−ジメトキシ−1,3,5−トリアジン−2−イル)−4−メチル−モルフォリニウムクロリド(以下、DMT−MMとも記載する:3.39g12.3mmol)を、(4−カルボキシフェニル)アセチレン(896mg,6.13mmol)と上記ACd(1.80g,6.13mmol)を含む無水THF(35mL)に添加し、室温で一晩撹拌した。水(500mL)を反応混合物に添加し、混合物を酢酸エチルを用いて抽出した(250mL×5)。有機層を塩水を用いて洗浄し(200mL×5)、Na
2SO
4を用いて一晩かけて脱水した。濾過後、溶媒を留去し、残差をカラムクロマトグラフィー(SiO
2、トリクロロメタン/メタノール=1/0〜20/3、v/v、次いでNH−SiO
2、酢酸エチル/n−ヘキサン=2/1,v/v)より精製し、モノマー(M−ACd:1.61g,62%)を白色固体として得た。このモノマーの物性を以下に示す。
【0063】
<M−ACd>
融点 237-238 °C. IR (film, cm
-1): 3296 (ν
N-H), 2104 (ν
C≡
C), 1637 (ν
C=O).
1H NMR (500 MHz, CDCl
3): δ8.89 (d, J = 4.6 Hz, 1H, Ar), 8.46 (d, J = 8.6 Hz, 1H, Ar), 8.14 (d, J =7.5 Hz, 1H, Ar), 7.86 (bs, 1H, -NHCH-), 7.76-7.72 (m, 3H, Ar), 7.64 (t, J = 7.9 Hz, 1H, Ar), 7.54-7.52 (m, 2H, Ar), 7.50 (d, J = 4.5 Hz, 1H, Ar), 5.74-5.67 (m, 1H, -C
H=CH
2), 5.41 (bs, 1H, -NHC
H-), 5.00-4.94 (m, 2H, -CH=C
H2), 3.32-3.27 (m, 1H), 3.19 (s, 1H), 3.18-3.03 (m, 2H), 2.80-2.70 (m, 2H), 2.35-2.29 (m, 1H), 1.72-1.59 (m, 3H), 1.44-1.37 (m, 1H), 1.07-1.02 (m, 1H).
13C NMR (125 MHz, CDCl
3): δ166.7, 150.2, 148.8, 141.33, 141.32, 134.0, 132.4, 130.7, 129.3, 127.3, 126.9, 125.7, 123.3, 119.5, 114.85, 114.81, 82.9, 79.7, 60.6, 56.2, 40.99, 40.97, 39.7, 28.0, 27.4, 26.1. HRMS (ESI+): m/z calcd for C
28H
27N
3O (M+H
+), 422.2232; found, 422.2240. Anal. Calcd (%) for C
28H
27N
3O: C, 79.78; H, 6.46; N, 9.97. Found: C, 79.77; H, 6.39; N, 10.17.
【0064】
他のアミノ化処理されたシンコナアルカロイドにかかるモノマー(ACn、AQn、AQd)についても、上記合成例1の方法と同様の操作により、合成を行った。各モノマーの物性について以下に示す。
<M−ACn>
収率: 31%. 融点 112-114 °C. IR (film, cm
-1): 3297 (ν
N-H), 2105 (ν
C≡
C), 1637 (ν
C=O).
1H NMR (500 MHz, CDCl
3): δ8.88 (d, J = 4.5 Hz, 1H, Ar), 8.42 (d, J = 8.4 Hz, 1H, Ar), 8.14 (dd, J = 8.5 Hz, 1H, Ar), 7.90 (bs, 1H, -N
HCH-), 7.77-7.71 (m, 3H, Ar), 7.62 (t, J = 7.4 Hz, 1H, Ar), 7.54-7.53 (m, 2H, Ar), 7.49 (d, J = 4.6 Hz, 1H, Ar), 5.97-5.90 (m, 1H, -C
H=CH
2), 5.39 (bs, 1H, -NHC
H-), 5.20-5.10 (m, 2H, -CH=C
H2), 3.19 (s, 1H), 3.07-2.95 (m, 5H), 2.87-2.80 (m, 1H), 2.36-2.29 (m, 1H), 1.69 (bs, 1H), 1.55-1.48 (m, 1H), 1.45-1.38 (m, 1H), 1.05-0.97 (m, 1H).
13C NMR (125 MHz, CDCl
3): δ 166.7, 150.2, 148.8, 140.3, 140.2, 134.1, 132.4, 130.7, 129.3, 127.3, 126.8, 125.6, 123.3, 119.4, 115.23, 115.21, 82.9, 79.7, 60.6, 49.47, 49.45, 47.2, 39.3, 27.4, 26.8, 25.5. HRMS (ESI+): m/z calcd for C
28H
27N
3O (M+H
+), 422.2232; found, 422.2252. Anal. Calcd (%) for C
28H
27N
3O: C, 79.78; H, 6.46; N, 9.97. Found: C, 79.80; H, 6.49; N, 9.97.
【0065】
<M−AQn>
収率: 92%. 融点 231-233 °C. IR (film, cm
-1): 3295 (ν
N-H), 2105 (ν
C≡
C), 1637 (ν
C=O).
1H NMR (500 MHz, CDCl
3): δ8.71 (d, J = 4.5 Hz, 1H, Ar), 8.03 (d, J = 9.2 Hz, 1H, Ar), 7.81 (bs, 1H, -N
HCH-), 7.76-7.72 (m, 3H, Ar), 7.50 (d, J = 8.4 Hz, 2H, Ar), 7.40-7.37 (m, 2H, Ar), 5.76-5.69 (m, 1H, -C
H=CH
2), 5.41 (bs, 1H, -NHC
H-), 5.00-4.94 (m, 2H, -CH=C
H2), 3.98 (s, 3H, -OC
H3), 3.31-3.26 (m, 1H), 3.19 (s, 1H), 3.20-3.14 (m, 2H), 2.77-2.71 (m, 2H), 2.31 (bs, 1H), 1.70-1.61 (m, 3H), 1.48 (t, J = 11.6 Hz, 1H), 1.05-1.01 (m, 1H).
13C NMR (125 MHz, CDCl
3): δ 166.5, 157.9, 147.8, 145.0, 141.34, 141.31, 134.0, 132.4, 132.1, 128.4, 127.3, 125.7, 121.6, 114.9, 114.8, 102.0, 82.9, 79.7, 60.3, 56.2, 55.8, 41.1, 39.7, 31.7, 28.1, 27.5, 26.3. HRMS (ESI+): m/z calcd for C
29H
29N
3O
2 (M+H
+), 452.2338; found, 452.2356. Anal. Calcd (%) for C
29H
29N
3O
2: C, 77.13; H, 6.47; N, 9.31. Found: C, 76.99; H, 6.41; N, 9.29.
【0066】
<M−AQd>
収率: 46%. 融点 114-116 °C. IR (film, cm
-1): 3295 (ν
N-H), 2103 (ν
C≡
C), 1638 (ν
C=O).
1H NMR (500 MHz, CDCl
3): δ8.73 (d, J = 4.6 Hz, 1H, Ar), 8.02 (d, J = 9.2 Hz, 1H, Ar), 7.87 (bs, 1H, -N
HCH-), 7.77 (d, J = 8.3 Hz, 2H, Ar), 7.64 (d, J = 2.7 Hz, 1H, Ar), 7.54 (d, J = 8.6 Hz, 2H, Ar), 7.43 (d, J = 4.6 Hz, 1H, Ar), 7.39-7.37 (m, 1H, Ar), 5.98-5.91 (m, 1H, -C
H=CH
2), 5.37 (bs, 1H, -NHC
H-), 5.16-5.13 (m, 2H, -CH=C
H2), 3.98 (s, 3H, -OC
H3), 3.19 (s, 1H), 3.11-2.91 (m, 5H), 2.36-2.34 (m, 1H), 1.73 (bs, 1H), 1.64-1.52 (m, 2H), 1.47-1.42 (m, 1H), 1.10-1.05 (m, 1H).
13C NMR (125 MHz, CDCl
3): δ166.5, 157.9, 147.7, 145.0, 140.54, 140.52, 134.0, 132.4, 132.0, 128.3, 127.3, 125.6, 122.1, 115.01, 114.99, 101.3, 82.9, 79.7, 60.6, 55.64, 55.59, 49.5, 47.1, 39.1, 27.4, 26.9, 25.6. HRMS (ESI+): m/z calcd for C
29H
29N
3O
2 (M+H
+), 452.2338; found, 452.2320. Anal. Calcd (%) for C
29H
29N
3O
2: C,77.13; H, 6.47; N, 9.31. Found: C, 76.97; H, 6.45; N, 9.28.
【0067】
(合成例2:アミノ化処理されていないシンコナアルカロイド(シンコニン)にかかるモノマーの合成)
4−エチニルベンゾイルクロライド(1.80g,11.0mmol)を含む無水THF(50mL)を、シンコニン(2.94,10.0mmol)とトリエチルアミン(2.78mL,20.0mmol)および無水THF(100mL)の混合溶液に窒素雰囲気下0℃で滴下したのち、室温で一晩撹拌した。得られた懸濁液を濾過し、母液から溶媒を留去して得られた黄色固体をカラムクロマトグラフィー(SiO
2、トリクロロエタン/酢酸エチル=1/3、v/v)および再結晶(酢酸エチル/n−ヘキサン=1/4、v/v)により精製し、モノマー(M−Cn:2.99g,71%)を白色固体として得た。このモノマーの物性を以下に示す。
【0068】
融点 144-146 °C. IR (film, cm
-1): 3278 (ν≡
C -H), 3067 (ν
=C -H), 2103 (ν
C≡
C), 1715 (ν
C=O).
1H NMR (500 MHz, CDCl
3): δ8.88 (d, J = 4.5 Hz, 1H, Ar), 8.29 (d, J = 8.0 Hz, 1H, Ar), 8.13 (dd, J = 8.5, 0.9 Hz, 1H, Ar), 8.05-8.03 (m, 2H, Ar), 7.74-7.71 (m, 1H, Ar), 7.65-7.61 (m, 1H, Ar), 7.58-7.56 (m, 2H, Ar), 7.45 (d, J = 4.6 Hz, 1H, Ar), 6.77 (d, J = 7.4 Hz, 1H, -OCH-), 6.05-5.98 (m, 1H, -C
HCH
2), 5.14-5.07 (m, 2H, -CHC
H2), 3.47-3.42 (m, 1H), 3.25 (s, 1H, -CCH), 2.99-2.90 (m, 2H), 2.83-2.69 (m, 2H), 2.31-2.26 (m, 1H), 1.97-1.92 (m, 1H), 1.86 (bs, 1H), 1.68-1.56 (m, 3H). 13C
NMR (125 MHz, CDCl
3): 165.1, 150.1, 148.7, 145.6, 140.3, 132.4, 130.7, 129.8, 129.7, 129.4, 127.4, 127.1, 126.2, 123.4, 118.7, 115.1, 82.8, 80.6, 74.8, 60.0, 50.0, 49.3, 39.8, 27.8, 26.6, 24.2. HRMS (ESI+): m/z calcd for C
28H
26N
2O
2 (M+H
+), 423.2073; found, 423.2064. Anal. Calcd (%) for C
28H
26N
2O
2: C,79..59; H, 6.20; N, 6.63. Found: C, 79.59; H, 6.22; N, 6.36.
【0069】
<重合>
上記M−ACd、M−ACn, M−AQn,及びM−AQdの重合は、乾燥窒素雰囲気で満たした乾燥ガラスアンプルにおいて、[Rh(nbd)Cl]2を触媒として用いて行った。具体的な操作は以下の通りである。
モノマーM−ACd(422mg、1.00mmol)を乾燥アンプルに移し、真空ラインにより脱気させた後、窒素を充満させた。この操作を三回繰り返し、三方活栓をアンプルに取り付け、無水ジメチルホルムアミド(DMF:4.20mL)及びトリエチルアミン(NEt
3:140μL、1.00mmol)をシリンジを用いて加えた。これに、[Rh(nbd)Cl]2のDMF溶液(0.0125M)(0.8mL)を30℃で加えた。モノマー及びロジウム触媒の濃度は、それぞれ0.2M及び0.002Mであった。
26時間後、生成したポリマー(poly-ACd)を過剰のジエチルエーテル中に析出させ、これをジエチルエーテルで洗浄し、遠心分離により収集した。
生成物をトリクロロメタンからジエチルエーテルに再析出させることにより精製し、析出させたpoly-ACdをジエチルエーテルにより洗浄して、真空下、室温で一晩乾燥した(312mg、74%収率)。同様の操作により、poly-ACn、poly-AQn、poly-AQdを調製した。
各ポリマーのMn及びMw/MnについてはSECを用いて測定した。
各ポリマーの重合に関する情報は以下の通りであった。
【0070】
上記M−Cnの重合は、乾燥窒素雰囲気で満たした乾燥ガラスアンプルにおいて、[Rh(nbd)Cl]2を触媒として用いて行った。具体的な操作は以下の通りである。
モノマーM−Cn(886mg、2.10mmol)を乾燥アンプルに移し、真空ラインにより脱気させた後、窒素を充満させた。この操作を三回繰り返し、三方活栓をアンプルに取り付け、無水ジメチルホルムアミド(DMF:9.0mL)及びトリエチルアミン(NEt
3:290μL、2.10mmol)をシリンジを用いて加えた。これに、[Rh(nbd)Cl]2のDMF溶液(0.014M)(1.5mL)を30℃で加えた。モノマー及びロジウム触媒の濃度は、それぞれ0.2M及び0.002Mであった。
18時間後、生成したポリマー(poly-Cn)を過剰のジエチルエーテル中に析出させ、これをジエチルエーテルで洗浄し、遠心分離により収集した。
生成物をトリクロロメタンからジエチルエーテルに再析出させることにより精製し、析出させたpoly-Cnをジエチルエーテルにより洗浄して、真空下、室温で一晩乾燥した(770mg、87%収率)。 各ポリマーのMn及びMw/MnについてはSECを用いて測定した。このポリマーの物性を以下に示す。
【0071】
各ポリマーの分光分析データは以下の通りであった。
<poly-ACd>
IR (film, cm
-1): 3327 (ν
N-H), 1652 (ν
C=O).
1H NMR (500 MHz, CDCl
3/CF
3CD
2OD (31/1, v/v), 55℃): δ8.60 (s, 2H, -N
HCH-, Ar), 8.44 (s, 2H, Ar),8.06 (s, 2H, Ar), 7.77-7.39 (m, 5H, Ar), 6.66 (s, 1H, -NHC
H-), 5.80-5.38 (m, 2H, -C
H=CH
2), 4.94 (s, 2H, -CH=C
H2), 3.34-2.64 (m, 3H), 2.59-1.80 (m, 3H), 1.66-0.84 (m, 5H). Anal. Calcd (%) for (C
28H
27N
3O・5/3H
2O)n: C, 74.48; H, 6.77; N, 9.31. Found: C, 74.63; H, 6.59; N, 9.09.
【0072】
<poly-ACn>
IR (film, cm
-1): 3309 (ν
N-H), 1647 (ν
C=O).
1H NMR (500 MHz, CDCl
3/CF
3CD
2OD (31/1, v/v), 55℃): δ8.81 (s, 2H, -N
HCH-, Ar), 8.42 (s, 2H, Ar), 8.12 (s, 2H, Ar), 7.80-7.35 (m, 5H, Ar), 6.24-5.38 (m, 3H, -NHC
H-, -C
H=CH
2), 5.15 (s, 2H, -CH=C
H2), 3.23-2.73 (m, 3H), 2.57-1.77 (m, 3H), 1.68-0.83 (m, 5H). Anal. Calcd (%) for (C
28H
27N
3O)n: C, 79.78; H, 6.46; N, 9.97. Found: C, 79.98; H, 6.64; N, 9.98.
【0073】
<poly-AQn>
IR (film, cm
-1): 3326 (ν
N-H), 1652 (ν
C=O).
1H NMR (500 MHz, CDCl
3/CF
3CD
2OD (31/1, v/v), 55℃): δ8.65 (s, 1H, -N
HCH-), 8.50 (s, 2H, Ar), 7.96 (s, 2H, Ar), 7.69 (s, 1H, Ar), 7.46-7.04 (m, 4H, Ar), 6.69 (s, 1H, -NHC
H-), 5.57 S6 (s, 1H, -C
H=CH
2), 5.37 (s, 1H), 4.94 (s, 2H, -CH=C
H2), 3.91 (s, 3H, -OC
H3), 3.07-2.79 (m, 3H), 2.48-1.94 (m, 3H), 1.63-0.86 (m, 5H). Anal. Calcd (%) for (C
29H
29N
3O
2・H
2O)n: C, 74.18; H, 6.65; N, 8.95. Found: C, 74.36; H, 6.67; N, 8.88.
【0074】
<poly-AQd>
IR (film, cm
-1): 3310 (ν
N-H), 1646 (ν
C=O).
1H NMR (500 MHz, CDCl
3/CF
3CD
2OD (31/1, v/v), 55℃): δ8.65 (s, 1H, -N
HCH-), 8.34 (s,2H, Ar), 7.92 (s, 2H, Ar), 7.59 (s, 1H, Ar), 7.46-7.04 (m, 4H, Ar), 6.64 (s, 1H, -NHC
H-), 5.81 (s, 1H, -C
H=CH
2), 5.55 (s, 1H), 5.02 (s, 2H, -CH=C
H2), 3.86 (s, 3H, -OC
H3), 3.10-2.52 (m, 3H), 2.33-1.97 (m, 3H), 1.63-0.88 (m, 5H). Anal. Calcd (%) for (C
29H
29N
3O
2・0.7H
2O)n: C, 75.04; H, 6.60; N, 9.05. Found: C, 75.01; H, 6.40; N, 8.92.
【0075】
<poly-Cn>
IR (film, cm
-1): 1719 (ν
C=O).
1H NMR (500 MHz, CDCl
3, 50℃): δ8.82 (s, 1H, Ar), 8.21 (s, 1H, Ar), 7.76-7.46 (m, 4H, Ar), 7.35 (s, 1H, Ar), 6.98-6.77 (m, 3H, Ar, -OCH-), 5.73 (s, 1H), 5.42 (s, 1H), 4.84 (s, 1H), 4.48 (s, 1H), 3.10-2.40 (m, 3H), 1.63-0.84 (m, 8H). Anal. Calcd (%) for (C
28H
26N
2O
2)n: C, 79.59; H, 6.20; N, 6.63. Found: C, 79.33; H, 6.35; N, 6.43.
【0076】
<光学異性体用分離剤の作製>
上記で合成したpoly-AQn、poly-AQd、poly-ACd、poly-ACn、poly-Cn(
図1参照)はそれぞれ既報に従い合成した。それぞれの数平均分子量(M
n)および多分散度(M
w/M
n)は、上述した装置及び条件で測定を行った。その結果、それぞれ以下の値を得た。poly−AQn:Mn=3.1・10
5, Mw/Mn
=3.1, poly−AQd: Mn=9.3×10
4, Mw/Mn=1.9,poly−ACd:Mn=1.4×10
5, Mw/Mn=2.4, poly−ACn:Mn=9.3×10
4, Mw/Mn=2.1, poly−Cn:Mn=3.9・10
4, Mw/Mn=4.7
【0077】
アミノプロピルトリエトキシシラン処理を施したシリカゲル(粒径7μm, 平均孔径100nm)0.75gに、クロロホルム/2,2,2−トリフルオロエタノール=90/10(v/v)混合溶媒に溶解させ多poly−AQn0.25gを均一に塗布した後、溶媒を減圧留去することにより、シリカゲルにpoly−AQnがコーティングされた光学異性体用充填剤を得た。この充填剤を25cm×0.20cmのステンレス製カラムにスラリー充填法により加圧充填を行いカラムを作製した。同様の手法により、poly−AQd、poly−ACd、poly−ACn、poly−Cnをコーティングしたシリカゲルを充填したカラムを作成した。これらのカラムを用い、液体クロマトグラフィー法により、
図2に示す化合物の不斉識別能(保持係数k
1’、分離係数)の評価を行った。結果を表1および2に示す。
【0078】
【表1】
aかっこ内の符号は、最初に溶出したエナンチオマー(旋光度検出)を示す(以下の表2でも同様)。
bかっこ内の符号は、最初に溶出したエナンチオマー(CD検出(254nm))を示す。
【0079】
【表2】
aかっこ内の符号は、最初に溶出したエナンチオマー(旋光度検出)を示す。
【0080】
表1の光学分割において、液体クロマトグラフィーは、移動相にヘキサン/2−プロパノール=90/10(v/v)混合溶媒を用いて、流速0.1mL/min、検出波長254nm、温度25℃で行った。また、表2のアミノ酸誘導体の液体クロマトグラフィーは、移動相に酢酸を2%添加したヘキサン/2−プロパノール=90/10(v/v)混合溶媒を用い、検出波長230あるいは240nmで行った。ベンゼンを用いたそれぞれのカラムの理論段数は約1500−2000であった。保持時間は、トリ−tert−ブチルベンゼンの溶出時間(t
0)を用いて評価した。
【0081】
検出された光学異性体の同定は、UV/Vis多波長検出器(MD−2010 Plus、日本分光、254nm)と旋光度検出器(OR−2090 Plus、日本分光)を用いて行った。
表2中「Boc」はtert-ブトキシカルボニル基を表す。
【0082】
表中、保持係数k
1’は以下の式(1)求めた。分離係数αはk
1’に対するk
2’の比である。
保持係数(k
n’)=(t
n−t
0)/t
0 (1)
(式中、t
nはn番目に検出される光学異性体の保持時間を示す。)